Header Ads

Tại sao nước nóng đóng băng nhanh hơn nước lạnh ?

Hình dưới đây là một người tạt nước sôi ra ngoài trời và ngay lập tức nó đóng băng. Hình được chụp ở Trung Quốc vào ngày 22/1/2016, khi nước này đang trải qua cơn lạnh tồi tệ nhất trong vòng 30 năm qua. Khu vực Nội Mông nhiệt độ giảm xuống còn -48 độ C trong khi thủ đô Bắc Kinh là -17 độ C.

Không khí lạnh từ Trung Quốc đang tràn xuống phía nam và các tỉnh miền bắc, miền trung của Việt Nam đã bị ảnh hưởng bởi đợt lạnh này. Theo ghi nhận vào ngày 23/1/2016, các tỉnh biên giới phía bắc của Việt Nam đã giảm nhiệt độ xuống dưới 0 độ.

Nước sôi khi tạt ra lập tức bị đóng băng ở Trung Quốc vào ngày 22/1/2016. Hình ảnh bởi Tân Hoa xã.
Nước sôi khi tạt ra lập tức bị đóng băng ở Trung Quốc vào ngày 22/1/2016. Hình ảnh bởi Tân Hoa xã.

Có một thực tế là nước nóng sẽ đóng băng nhanh hơn nước lạnh, hiện tượng này được gọi là Hiệu ứng Mpemba. Hiệu ứng này được đặt tên theo một học sinh trung học là Erasto Mpemba vào năm 1969 khi Mpemba tình cờ bắt gặp hiện tượng này lần đầu năm 1963 trong một lớp học nấu ăn, anh làm lạnh món kem trộn nóng (hỗn hợp trộn để làm kem vẫn còn nóng trước khi cho vào tủ lạnh) và để ý thấy rằng nó đông cứng nhanh hơn kem trộn lạnh.

Qua hàng trăm lần thí nghiệm, cuối cùng nhà khoa học James Bulangliqi thuộc Đại học State, bang New York, nước Mỹ cũng đã chứng minh được hiện tượng này. Theo ông James Bulangliqi thì hiện tượng trên có mối quan hệ với một số tạp chất ở trong nước.

Suốt hơn mười năm liền, James Bulangliqi đã thực hiện hàng trăm thí nghiệm liên quan đến hiệu ứng Mpemba. Cuối cùng, ông đã phát hiện chứng cớ chứng minh hiệu ứng Mpemba xuất phát từ hiện tượng supercool (làm quá lạnh) bất ổn định.

James Bulangliqi cho biết dường như nước chưa đóng băng khi nhiệt độ ở 0 độ C, mà thường nhiệt độ thấp hơn mới bắt đầu đóng băng, tức là hiện tượng supercool. Điểm đông quyết định ở tạp chất hình thành nên mối quan hệ giữa nước và băng đá. Trong trường hợp bình thường, nước có thể có một số loại tạp chất, trong đó bao gồm bụi, muối hòa tan và vi khuẩn. Mỗi một tạp chất đều có thể tác động đến cơ chế đóng băng dưới nhiệt độ đặc biệt.

James Bulangliqi đã tiến hành thí nghiệm đối với hai mẫu nước máy ở cùng nhiệt độ 20 độ C. Trước tiên ông bỏ mẫu nước vào trong ống nghiệm, sau đó đưa vào tủ lạnh để làm đông. Hỗn hợp ngẫu nhiên của tạp chất đã làm cho hai mẫu nước này có điểm đông khác nhau, trong đó có một mẫu có điểm đông cao hơn. Nếu như sự khác biệt này đủ lớn, thì hiệu ứng Mpemba sẽ xuất hiện.

James Bulangliqi lựa chọn mẫu nước có điểm đông tự nhiên cao hơn và tiến hành tăng nhiệt tới 80 độ C, mẫu nước còn lại chỉ tăng nhiệt bằng nhiệt độ trong nhà, sau đó lại đưa hai ống nghiệm vào tủ lạnh. Ông James Bulangliqi cho biết, nếu như điểm đông của nước nóng cao tối thiểu 5 độ C, thì tốc độ đóng băng của nó sẽ nhanh hơn nhiều so với nước lạnh.

+Anh Tuấn Nguyễn, tham khảo từ Wikipedia